WO2011081235A1 - 차동장치용 전자식 액츄에이터 - Google Patents

차동장치용 전자식 액츄에이터 Download PDF

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WO2011081235A1
WO2011081235A1 PCT/KR2009/007970 KR2009007970W WO2011081235A1 WO 2011081235 A1 WO2011081235 A1 WO 2011081235A1 KR 2009007970 W KR2009007970 W KR 2009007970W WO 2011081235 A1 WO2011081235 A1 WO 2011081235A1
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plunger
armature
pole
sensor
frame
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PCT/KR2009/007970
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고영호
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(주)퓨트로닉
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Definitions

  • the present invention relates to differential devices used in automobiles, and more particularly to a technique for actuators for differential devices.
  • the differential device refers to a device that functions in a front wheel, a rear wheel, or a four-wheel driving method that forms driving wheels to form different final rotational speeds of the left and right wheels so as to allow more stable driving during turning. That is, when turning, the inner wheel should be rotated at a slower speed than the outer wheel so that the vehicle can travel smoothly on the cover road.
  • Such a differential increases driving performance during normal driving, such as when both wheels are on the same road surface, but when one wheel falls into a muddy road or a puddle, the differential becomes impossible due to the differential device. That is, the wheels in the muddy roads or puddles are less frictional and less load is generated, so the power is concentrated and the wheels are in vain, and the other wheels on the normal road are heavily loaded and power transmission is blocked so that traction cannot be obtained.
  • the clutch plate can be forcibly pushed to the side gear by placing a clutch plate which is disposed to face the side gear installed in the differential case and can be selectively coupled / disconnected. It should be.
  • the present invention relates to an electronic actuator for pushing the clutch plate in this way, there is a prior art US Patent No. 7602271.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the main parts of the differential device
  • FIG. 2 is a sectional view of the main part of the actuator
  • FIG. 3 is a partial perspective view of the plunger
  • FIG. 4 is a partial perspective view showing the installation state of the sensor.
  • the biggest problem of the actuator according to the prior art was that when the armature is moved according to the electricity supply, the armature is sometimes stopped before reaching the target point as the armature is inclined to one side rather than moving in a straight line direction. . Since the armature is formed in a ring shape and wraps around the outer surfaces of the inner pole and the outer pole, if the armature is not moved along the axis exactly, the armature may be caught in the inner pole or the outer pole, and further advancement may be impossible.
  • the frame is a recessed groove to form a recessed groove;
  • An out pole fixed to an inner ceiling surface of the recessed groove;
  • An inner pole connected at one end to an out pole and the other end formed at an oblique slope surface to be spaced apart from the out pole to form an empty space therebetween;
  • a coil assembly installed in a space between the outer pole and the inner pole and on which a sensor is installed; It is installed in the space between the outfall and the recessed groove of the frame in a ring shape, the outer surface is formed with a protruding pressing end and the inner surface is provided with an inclined first slope surface to correspond to the slope surface of the inner pole without moving With amateurs available;
  • Guiding means formed on a contact surface of the armature and the outpole to guide movement of the armature;
  • the plunger is installed to face the inner pole and faces the frame, and the upper surface of the edge is in contact with the pressing end of the armature and is moved together when the armature moves and a target is attached to detect
  • a plunger head connected to the bottom surface of the plunger and having a plurality of protruding pushers formed thereon and an escape prevention jaw formed on the outer surface of the pusher, such that the armature is operated without jamming so that the plunger and the plunger head can be stably moved.
  • the coil assembly proposes an electronic actuator for a differential device, comprising a plurality of coils, a bobbin surrounding the coil, and a sensor coupled to the bobbin outer surface so as to be overmold.
  • the guiding means proposes an electronic actuator for a differential device, characterized in that the armature and the outpole itself are formed in pairs in the form of a male and female or a linear moving body such as an LM guide.
  • the target of the plunger includes: a target holder fixed to an outer circumferential surface of the plunger and having a connection piece protruding from an upper surface of the plunger;
  • a magnetic actuator coupled to the connection piece proposes an electronic actuator for a differential device.
  • the plunger proposes an electronic actuator for a differential device, characterized in that the outer peripheral surface is made of a smooth curved surface.
  • a plurality of protruding restraints are formed on the upper surface of the frame, and neighboring restraints are provided with an electronic actuator for a differential device, characterized in that the fitting directions are opposite to each other.
  • the senor is coupled to the outside of the bobbin, the target hole is formed to be drilled up and down so that the target can be inserted, the housing having a receiving space opening the upper surface;
  • a PCB installed in the accommodation space of the housing;
  • a magnetoresistive (MR) sensor connected to the PCB;
  • Epoxy resin is filled in the receiving space; proposes an electronic actuator for a differential device comprising a.
  • the electronic actuator for a differential device has the effect that the armature, which is a problem of the prior art, cannot be moved to the target point because the armature is moved smoothly by the guiding means when the armature is moved. .
  • the measurement error can be minimized.
  • the outer circumferential surface of the plunger is smoothly processed to minimize the resistance, the wiring processing is also considered, and the processing to increase the stability of the sensor has the effect of increasing the overall stability and practicality.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing the main part of a differential device in the prior art
  • FIG. 3 is a partial perspective view of a plunger in the prior art
  • Figure 4 is a partial perspective view showing the installation state of the sensor in the prior art.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before and after the operation of the actuator according to a preferred embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the sensor site.
  • PCB 433 magnetoresistive sensor
  • connecting piece 712 magnetic material
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state before and after the operation of the actuator according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 6 is an exploded perspective view of the main parts
  • Figure 7 is an exploded perspective view of the sensor portion
  • Fig. 8 is a plan view of the actuator according to the present invention
  • Fig. 9 shows a sectional view.
  • the actuator is a main component of the frame 100, the outpole 200, the inner pole 300, the coil assembly 400, the armature 500, the guiding means 600, the plunger ( 700) and the plunger head 800, and are installed to be attached to the differential (differential) case.
  • the frame 100 has a ring shape in which the edge is recessed to form a recessed groove, and the center is made of an empty space.
  • the recessed groove has a shape in which one side is opened, such as a substantially C-shaped shape, and preferably, a plurality of protruding restraints 110 are formed on the upper surface of the frame 100 for wiring, in particular, the restraining piece.
  • the 110 are formed opposite to each other to allow the wires to be naturally constrained.
  • the outer pole 200 is fixedly installed on the inner ceiling surface of the recessed groove. As shown, the outer pole 200 has a substantially B shape, and one end is connected to the out pole 200 and the other end is spaced apart. Inner pole 300 coupled to the state is also provided. The inner pole 300 also has an approximately C shape, and the outer pole 300 and the inner pole 300 are combined as shown to form an empty space, and the other end of the inner pole 300 is It consists of an oblique slope surface 310.
  • the inner pole 300 and the out pole 200 are made of a metallic material, and when the current is supplied to the coil 410 to be described later, the armature 500 is moved by a magnetic field formed by the coil 410. The principle that the armature 500 is moved corresponds to a known technique, so a detailed description thereof will be omitted.
  • Coil assembly 400 installed in the space between the outpole 200 and the inner pole 300 is the bobbin 420 and the outer surface of the bobbin (overmold) to the coil 410 and the coil wound around the coil It is configured to include a sensor 430 to be coupled.
  • the sensor 430 is configured to measure the moving distance of the plunger 700 in relation to the target 710 of the plunger 700 to be described later, and more specifically, the housing 431 and the PCB ( 432, the magnetoresistive sensor 433, the cover 434, and an epoxy resin (not shown).
  • the housing 431 is coupled to the outside of the bobbin 420 is provided with a target hole 431a which is formed to be drilled up and down so that the target 710 can be inserted, the receiving space (431b) that the upper surface is opened.
  • the PCB 432 is installed in the accommodation space 431b of the housing 431, and the magnetoresistive sensor MR 433 is installed on the PCB 432.
  • the cover 434 is provided to cover the housing accommodating space 431b, and after the PCB 432 is installed in the accommodating space 431b, the cover 434 is filled by filling an epoxy resin in the accommodating space. It is desirable to close and seal.
  • the airtightness can be maintained by filling the epoxy resin so that there is no empty space in the housing space 431b of the housing 431 where the magnetoresistance sensor 433 is installed, thereby contaminating and damaging the magnetoresistive sensor 433 by moisture or oil. Can be prevented and the reliability of the measurement can be increased.
  • a ring-shaped armature 500 is installed inside the frame 100, the armature 500 is installed in the space between the outfall 200 and the recessed groove of the frame 100, the pressure projecting on the outer surface A stage 510 is formed and a first slope surface 520 is formed at an inner surface side to be inclined to correspond to the slope surface 310 of the inner pole 300.
  • the armature 500 is movable by the influence of the magnetic field generated by the coil 410 is installed to be external to the outer surface of the outpole 200, the slope surface 310 and the first slope surface of the inner pole 300 Since 520 abuts, it does not deviate.
  • the armature 500 needs to be linearly moved.
  • the armature 500 may not be properly moved to the target point due to various influences and stops. Therefore, in the present invention, in order to solve this problem, the guiding means 600 is placed on the contact surface of the armature 500 and the outpole 200 to stably guide the movement of the armature 500.
  • the guiding means 600 is to restrain the armature 500 and the outpole 200 directly or indirectly to maintain a constant movement pattern, and the contact surface between the armature 500 and the outpole 200 Accordingly, it may be in the form of protrusions and grooves formed in pairs in the shape of male and female, or a linear moving body such as an LM guide may be applied. Since the guiding means 600 is placed as described above, the armature 500 can be operated more stably and accurately when the armature 500 is moved.
  • the plunger 700 is installed to surround the inner pole 300 while facing the frame 100 as shown, and the upper edge of the edge of the plunger 700 is an armature ( Since it is coupled so as to contact the pressing end 510 of the 500, it is moved together when the armature 500 is moved, the plunger 700 to sense the moving distance of the plunger 700 by a sensor (magnetic resistance sensor).
  • a target 710 is installed to make it possible.
  • the plunger 700 has an outer circumferential surface which is inserted into the frame 100 and protrudes so that the upper end thereof contacts the pressing end 510 of the armature 500, and the center of the lower end surface of the plunger 700 is perforated.
  • the outer circumferential surface of the plunger 700 is to be a smooth curved surface to minimize the resistance by the fluid during the movement.
  • the target 710 formed on the plunger 700 is more specifically composed of a target holder 711 and a magnetic body 712, the target holder 711 is a member that is fixed to the outer peripheral surface of the plunger 700, the plunger ( The connection piece 711a protruding from the top surface of the 700 is provided, and the magnetic body 712 is coupled to the connection piece 711a.
  • a portion of the outer circumferential surface of the plunger 700 is pulled out to be bent to couple the target 710.
  • a portion of the plunger 700 may be bent to be deformed so that the accuracy of the sensor is reduced. do.
  • the target holder 711 is attached to the outer circumferential surface of the plunger 700 separately as in the present invention, it can be processed in a more accurate form without affecting the appearance of the plunger 700, thereby increasing the reliability of the product. have.
  • a plunger head 800 is further provided to be connected to the bottom surface of the plunger 700.
  • the plunger head 800 is provided with a plurality of protruding pushers 810, and each of the pushers 810 protrudes away from each other. 820 is formed.
  • the release prevention jaw 820 formed in the pusher 810 is for preventing the easy departure after the pusher is inserted in the differential case.
  • the actuator of the present invention can selectively release the differential function, and more specifically, if it is necessary to limit the differential function, the armature is advanced by supplying electricity to the coil wound on the bobbin. At the same time the plunger and the plunger head are moved so that the clutch can be connected.
  • the magnetoresistive sensor interacting with the target provided in the plunger functions to detect the distance that the plunger moves from the initial position. For example, when the plunger has a maximum travel distance of 0 to 6 mm from the initial position, the initial current value is 6 A. It is set to, but when the plunger is moved by the maximum moving distance, it is configured to apply 2.5A current so that the moving distance of the plunger can be determined by the change of the current according to the movement of the plunger. That is, the distance is recognized by converting the current value into a straight line value.
  • Electronic actuator for a differential device according to the present invention will be applied to a variety of vehicles adopting the differential function will be able to contribute to a stable running bar is likely to be high availability.

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Abstract

본 발명은 차동장치를 위한 액츄에이터에 관한 기술로서 가장자리가 오목한 형태를 이루어 함몰홈을 이루는 프레임과; 상기 함몰홈의 내측 천정면에 고정되는 아웃폴과; 일단은 아웃폴과 연결되며 타단은 비스듬한 슬로프면으로 이루어지면서 아웃폴과 이격되어 상기 아웃폴과 사이에 빈 공간을 형성시키는 인너폴과; 상기 아웃폴과 인너폴 사이 공간에 설치되며 센서가 설치되는 코일조립체와; 링 형상으로 상기 아웃폴과 프레임의 함몰홈 사이 공간에 설치되되 외면에는 돌출된 가압단이 형성되고 내면에는 상기 인너폴의 슬로프면과 대응하도록 경사진 제1슬로프면이 구비되어 이탈되지 않으면서 이동가능한 아마추어와; 상기 아마추어의 이동을 가이드하기 위해 상기 아마추어와 아웃폴의 접촉면에 형성되는 가이딩수단과; 상기 인너폴을 감싸는 형태로 상기 프레임과 마주보게 설치되며 가장자리 상단면이 상기 아마추어의 가압단과 접촉되어 상기 아마추어의 이동시 함께 이동되고 상기 센서에 의해 이동거리를 감지할 수 있도록 부착되는 타겟이 구비되는 플런저와; 상기 플런저의 하단면에 연결되며 다수의 돌출된 푸셔가 형성되고 상기 푸셔 외면에는 이탈방지턱이 형성되는 플런저 헤드;를 포함하여 구성되어 상기 아마추어가 잼 현상없이 작동되어 안정적으로 플런저 및 플런저 헤드를 이동되게 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터에 관한 것이다.

Description

차동장치용 전자식 액츄에이터
본 발명은 자동차에 사용되는 차동장치에 관련되는 것으로 보다 구체적으로는 차동장치를 위한 액츄에이터에 관한 기술이다.
차동장치란 구동륜이 되는 전륜, 후륜 또는 4-wheel 구동 방식에 있어서 좌우 양측 휠의 최종적인 회전속도를 다르게 형성시켜 선회시에 보다 안정적인 주행이 가능하도록 기능하는 장치를 말한다. 즉, 선회시 내측휠은 외측휠보다 느린 속도로 회전되어야 차량이 원활하게 커버길을 주행할 수 있게 된다.
이러한 차동장치(Differential)는 양측휠이 동일한 노면 위에 놓이는 경우와 같은 정상적인 주행시에는 주행성능을 높여주지만, 어느 일측 휠이 진흙길이나 웅덩이에 빠지게 되면 차동장치로 인해 오히려 주행이 불가능한 상태로 된다. 즉, 진흙길이나 웅덩이에 빠진 휠에는 마찰력이 적어 부하가 적게 발생되므로 동력이 집중되어 휠이 헛돌게 되며 정상노면에 놓인 다른쪽 휠에는 부하가 많이 걸려 동력전달이 차단되어 견인력을 얻을 수가 없게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 필요한 것이 차동제한장치이며 차동기능을 억제시켜서 부하가 많이 걸린 휠로 동력을 분배시켜 견인력을 발생시킬 수 있도록 한다.
즉, 상황에 따라 차동장치를 제한해주어야 하며 이를 위해 디퍼렌셜 케이스에 설치되는 사이드기어와 마주보게 배치되어 선택적으로 결합/분리될 수 있는 클러치판을 두어서 상기 클러치판을 강제적으로 밀어 사이드기어와 연결될 수 있도록 해야 한다.
본 발명은 이와 같이 클러치판을 밀어주기 위한 전자식 액츄에이터에 관한 것이고, 종래기술로는 미국특허등록번호 제7602271호가 있었다.
첨부되는 도1은 차동장치의 주요부를 보여주는 분해사시도이며, 도2는 액츄에이터의 주요부에 대한 단면도이고, 도3은 플런저의 부분사시도이고, 도4는 센서의 설치 상태를 보여주는 부분 사시도이다.
이하 종래기술의 설명에 있어서 사용되는 구성요소들의 명칭은 본 발명의 설명과의 비교를 위해 대응되는 부분에 있어서는 동일한 명칭을 사용하도록 한다.
종래기술에 따른 액츄에이터의 가장 큰 문제점은 전기공급에 따라 아마추어가 이동될 때에 간혹 상기 아마추어가 정확하게 직선방향으로 이동되지 못하고 일측으로 기울어지면서 이동됨에 따라 목표로 하는 지점에 이르기 전에 멈춰버리게 된다는 단점이 있었다. 상기 아마추어는 고리 형상을 이루고 있고 인너폴과 아웃폴의 외면을 감싸는 형태로 설치되기 때문에 정확히 축선을 따라 이동되지 못하면 상기 인너폴이나 아웃폴에 걸려 더 이상의 전진이 불가능하게 되는 상태가 될 수 있다.
그 외 플런저의 외면에 다수의 개구된 홀이 형성되는 관계로 오일에 부분적으로 담궈진 상태에서 동작될 때 불필요한 저항이 발생될 수 있다는 문제점이 있었고, 플런저에 부착되는 타겟을 상기 플런저의 일부분을 따내어 절곡한 후 절곡부 단부에 결합되게 하였기 때문에 상기 절곡부의 변형으로 인해 센서와의 관계에서 측정오차가 많이 발생되는 문제점도 있었다.
따라서 본 발명에서는 종래기술의 단점들을 보완하여 보다 작동성이 우수하고 신뢰성이 높은 차동장치용 액츄에이터를 제공하고자 하는 것을 주요한 과제로 한다.
제시한 바와 같은 과제 달성을 위한 본 발명은, 가장자리가 오목한 형태를 이루어 함몰홈을 이루는 프레임과; 상기 함몰홈의 내측 천정면에 고정되는 아웃폴과; 일단은 아웃폴과 연결되며 타단은 비스듬한 슬로프면으로 이루어지면서 아웃폴과 이격되어 상기 아웃폴과 사이에 빈 공간을 형성시키는 인너폴과; 상기 아웃폴과 인너폴 사이 공간에 설치되며 센서가 설치되는 코일조립체와; 링 형상으로 상기 아웃폴과 프레임의 함몰홈 사이 공간에 설치되되 외면에는 돌출된 가압단이 형성되고 내면에는 상기 인너폴의 슬로프면과 대응하도록 경사진 제1슬로프면이 구비되어 이탈되지 않으면서 이동가능한 아마추어와; 상기 아마추어의 이동을 가이드하기 위해 상기 아마추어와 아웃폴의 접촉면에 형성되는 가이딩수단과; 상기 인너폴을 감싸는 형태로 상기 프레임과 마주보게 설치되며 가장자리 상단면이 상기 아마추어의 가압단과 접촉되어 상기 아마추어의 이동시 함께 이동되고 상기 센서에 의해 이동거리를 감지할 수 있도록 부착되는 타겟이 구비되는 플런저와; 상기 플런저의 하단면에 연결되며 다수의 돌출된 푸셔가 형성되고 상기 푸셔 외면에는 이탈방지턱이 형성되는 플런저 헤드;를 포함하여 구성되어 상기 아마추어가 잼 현상없이 작동되어 안정적으로 플런저 및 플런저 헤드를 이동되게 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
바람직하게 상기 코일조립체는, 다수의 코일과 상기 코일 주위를 감싸는 보빈 및 상기 보빈 외면에 오브몰드(Overmold)되게 결합되는 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
바람직하게 상기 가이딩수단은, 상기 아마추어와 아웃폴 자체에 암수형태로 쌍을 이루어 형성되는 것이거나 LM가이드와 같은 선형이동체인 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
바람직하게 상기 플런저의 타겟은, 상기 플런저의 외주면에 고정되며 플런저의 상단면보다 돌출되는 연결편이 형성되는 타겟홀더와; 상기 연결편에 결합되는 자성체;로 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
바람직하게 상기 플런저는, 그 외주면이 매끈한 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
바람직하게 상기 프레임의 상면에 배선처리를 위한 다수의 돌출되는 구속편들이 형성되되 이웃하는 구속편들은 서로 끼움방향이 반대로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
더욱 바람직하게 상기 센서는, 보빈 외측에 결합되되 타겟이 삽입될 수 있도록 상하로 천공된 타겟홀이 형성되며, 상면이 개구되는 수용공간을 갖는 하우징과; 상기 하우징의 수용공간에 설치되는 PCB와; 상기 PCB에 연결되는 자기저항(MR)센서와; 상기 하우징의 수용공간을 덮는 커버와; 상기 수용공간에 충진되는 에폭시수지;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터를 제안한다.
본 발명에 의한 차동장치용 전자식 액츄에이터는 아마추어의 이동시 가이딩수단에 의해 부드럽게 움직이게 되기 때문에 종래기술의 문제점이었던 아마추어가 목표지점까지 이동되지 못하여 제기능을 달성하지 못하였던 것을 해결할 수 있게 된다는 효과가 있다.
또한, 아마추어에 의해 힘을 받아 이동되는 플런저에 타겟이 안정적으로 부착되기 때문에 측정오차를 최소화할 수 있다는 효과도 있다.
또한, 본 발명에서는 플런저의 외주면을 매끈하게 처리하여 저항을 최소화할 수 있도록 했으며, 배선처리도 고려하도록 했고, 센서의 안정성을 높일 수 있도록 처리하도록 함으로써 전체적인 안정성과 실용성을 높일 수 있다는 효과가 있다.
도1은 종래기술에서의 차동장치의 주요부를 보여주는 분해사시도.
도2는 종래기술에 대한 액츄에이터의 주요부에 대한 단면도.
도3은 종래기술에서의 플런저의 부분사시도.
도4는 종래기술에서의 센서의 설치 상태를 보여주는 부분 사시도.
도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터의 동작전후 상태를 보여주는 사시도.
도6은 주요 부품들의 분해사시도.
도7은 센서 부위에 대한 분해사시도.
도8은 본 발명에 의한 액츄에이터의 평면도.
도9는 단면도.
<도면에 사용된 주요부호에 대한 설명>
100 : 프레임 110 : 구속편
200 : 아웃폴 300 : 인너폴
310 : 슬로프면 400 : 코일조립체
410 : 코일 420 : 보빈
430 : 센서 431 : 하우징
431a: 타겟홀 431b: 수용공간
432 : PCB 433 : 자기저항센서
434 : 커버 500 : 아마추어
510 : 가압판 520 : 제1슬로프면
600 : 가이딩수단 700 : 플런저
710 : 타겟 711 : 타겟홀더
711a: 연결편 712 : 자성체
800 : 플런저헤드 810 : 푸셔
820 : 이탈방지턱
본 발명에 의한 차동장치용 전자식 액츄에이터에 대하여 보다 상세한 설명을 하는 것으로 하며 바람직한 실시예에 따른 관련도면을 참조하도록 한다.
첨부되는 도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액츄에이터의 동작전후 상태를 보여주는 사시도이며, 도6은 주요 부품들의 분해사시도이며, 도7은 센서 부위에 대한 분해사시도이다. 도8은 본 발명에 의한 액츄에이터의 평면도이며, 도9는 단면도를 보여준다.
도시된 바와 같이 본 발명은 액츄에이터는 주요한 구성요소로서 프레임(100), 아웃폴(200), 인너폴(300), 코일조립체(400), 아마추어(500), 가이딩수단(600), 플런저(700) 및 플런저 헤드(800)를 포함하여 구성되는 것이며 차동장치(디퍼렌셜) 케이스에 부착되게 설치된다.
프레임(100)은 가장자리가 오목하게 함몰되어 함몰홈을 이루는 고리 형상의 것으로 중심부는 빈 공간으로 이루어진다. 상기 함몰홈은 대략 ㄷ자 형태와 같이 일측이 개구된 형태를 이루며, 바람직하게 상기 프레임(100)의 상면에는 배선처리를 위한 다수의 돌출되는 구속편(110)들이 형성되는 것으로 하며, 특히 상기 구속편(110)들은 서로 끼움방향이 반대로 형성되어 전선들이 자연스럽게 구속될 수 있도록 한다.
상기 함몰홈의 내측 천정면에는 아웃폴(200)이 고정 설치되는데 도시된 바와 같이 상기 아웃폴(200)은 대략 ㄴ 자 형태를 이루는 것이며, 상기 아웃폴(200)과 일단은 연결되고 타단은 이격상태로 결합되는 인너폴(300)이 또한 구비된다. 상기 인너폴(300) 역시 대략 ㄴ 자 형태를 이루는 것으로 상기 아웃폴(200)과 인너폴(300)이 도시된 바와 같이 결합되어 빈 공간을 형성시키게 되고, 특히 상기 인너폴(300)의 타단은 비스듬한 슬로프면(310)으로 이루어진다. 상기 인너폴(300)과 아웃폴(200)은 금속성의 재질로 이루어지는 것이며 후술할 코일(410)에 전류가 공급되면 상기 코일(410)에 의해 형성되는 자기장에 의해 아마추어(500)가 움직이게 된다. 아마추어(500)가 이동되는 원리는 공지의 기술에 해당되는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 아웃폴(200)과 인너폴(300) 사이 공간에 설치되는 코일조립체(400)는 코일(410)과 코일이 감겨 코일주위를 감싸게 되는 보빈(420) 및 상기 보빈 외면에 오브몰드(overmold)되게 결합되는 센서(430)를 포함하여 구성된다.
상기 센서(430)는 후술할 플런저(700)의 타겟(710)과의 관계에서 상기 플런저(700)의 이동거리를 측정할 수 있도록 하기 위한 구성이며, 보다 구체적으로는 하우징(431), PCB(432), 자기저항센서(433), 커버(434) 및 에폭시수지(미도시)로 형성된다.
상기 하우징(431)은 보빈(420) 외측에 결합되며 타겟(710)이 삽입될 수 있도록 상하로 천공된 타겟홀(431a)이 형성되고 상면이 개구되는 수용공간(431b)이 구비된다. 상기 하우징(431)의 수용공간(431b)에는 PCB(432)가 설치되며 상기 PCB(432)에 자기저항센서(MR)(433)가 설치된다. 그리고 하우징 수용공간(431b)을 덮게되는 커버(434)가 구비되되 상기 수용공간(431b)에 PCB(432) 등을 설치한 후 수용공간 내부에는 에폭시수지를 충진시키도록 하여 상기 커버(434)를 닫아 밀폐되게 함이 바람직하다. 자기저항센서(433)가 설치되는 하우징(431)의 수용공간(431b)에 빈 공간이 없도록 에폭시수지를 충진시킴으로써 완전한 기밀을 유지할 수 있어 수분이나 오일에 의한 자기저항센서(433)의 오염 및 손상을 방지할 수 있게되고 이를 통해 측정의 신뢰성을 보다 높일 수 있게 된다.
한편, 상기 프레임(100)의 내부에는 링 형상의 아마추어(500)가 설치되는데, 상기 아마추어(500)는 아웃폴(200)과 프레임(100)의 함몰홈 사이 공간에 설치되며 외면에는 돌출된 가압단(510)이 형성되고 내면측에는 상기 인너폴(300)의 슬로프면(310)과 대응하는 경사지게 형성되는 제1슬로프면(520)이 구비된다. 상기 아마추어(500)는 코일(410)에 의해 발생되는 자기장의 영향으로 이동이 가능한 것이며 아웃폴(200)의 외면에 외접되게 설치되고 인너폴(300)의 슬로프면(310)과 제1슬로프면(520)이 맞닿게 되기 때문에 이탈되지 않는다.
종래기술에서 언급한 바와 같이 상기 아마추어(500)는 직선이동해야 하는데 여러가지 영향에 의해 아마추어(500)가 제대로 목표지점까지 이동되지 못하고 멈춰버리는 현상이 발생된다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있도록 하고자 상기 아마추어(500)의 이동을 안정적으로 가이드하기 위해 아마추어(500)와 아웃폴(200)의 접촉면에 가이딩수단(600)을 두는 것으로 한다.
상기 가이딩수단(600)이라 함은 아마추어(500)와 아웃폴(200)을 직간접적으로 구속시켜 일정한 이동양상을 유지할 수 있도록 하는 것이며, 상기 아마추어(500)와 아웃폴(200)의 접촉면을 따라 암수형태로 쌍을 이루어 형성되는 돌출부와 요홈의 형태일 수 있고, 혹은 LM가이드와 같은 선형이동체가 적용될 수 있다. 이와 같은 가이딩수단(600)을 두게 됨에 따라 상기 아마추어(500)가 이동될 시에 보다 안정적으로 정확하게 동작될 수 있게 된다.
다음으로 플런저(700)에 대해 설명하며 상기 플런저(700)는 도시된 바와 같이 프레임(100)과 마주보면서 인너폴(300)을 감싸는 형태로 설치되며, 플런저(700)의 가장자리 상단면은 아마추어(500)의 가압단(510)과 접촉되도록 결합이 되기 때문에 아마추어(500)의 이동시 함께 이동하게 되며, 상기 플런저(700)에는 센서(자기저항센서)에 의해 플런저(700)의 이동거리를 감지할 수 있도록 하기 위한 타겟(710)이 설치된다.
상기 플런저(700)는 프레임(100) 내부로 삽입되어 그 상단이 아마추어(500)의 가압단(510)에 맞닿도록 돌출되는 외주면을 갖추고 있고 플런저(700)의 하단면 중심부는 천공되어 있다. 특히, 본 발명에서는 상기 플런저(700)의 외주면이 매끈한 곡면이 되는 것으로 하여 이동시 유체에 의한 저항이 최소화될 수 있도록 하고자 한다. 상기 플런저(700)에 형성되는 타겟(710)은 보다 구체적으로 타겟홀더(711)와 자성체(712)로 구성되며, 상기 타겟홀더(711)는 플런저(700)의 외주면에 고정되는 부재로서 플런저(700)의 상단면보다 돌출되는 연결편(711a)이 구비되는 것이며, 상기 연결편(711a)에 자성체(712)가 결합된다.
종래기술의 경우 플런저(700)의 외주면 일부를 따내어 절곡시켜 타겟(710)을 결합시키도록 하고 있는데, 이렇게 플런저(700)의 일부를 절곡시킨 형태로는 변형될 가능성이 있어 센서의 정밀도가 떨어지게 된다. 하지만 본 발명과 같이 플런저(700)의 외주면에 별도로 타겟홀더(711)를 부착시킨 형태로 하면 플런저(700)의 외형에 영향을 주지 않으면서 보다 정확한 형태로 가공이 가능하여 제품의 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 플런저(700)의 하단면에 연결되는 플런저 헤드(800)가 더 구비되며 상기 플런저헤드(800)에는 다수의 돌출된 푸셔(810)가 구비되고 상기 각 푸셔(810) 외면에는 돌출되는 이탈방지턱(820)이 형성된다.
푸셔(810)에 형성되는 이탈방지턱(820)은 디퍼렌셜 케이스에 장착시 푸셔가 삽입된 후 쉽게 이탈되는 것을 방지하기 위한 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 통해 본 발명의 액츄에이터는 선택적으로 차동장치 기능을 해제시킬 수 있게 되며, 보다 구체적으로는 차동장치기능을 제한시킬 필요가 있는 경우 보빈에 감긴 코일에 전기를 공급하여 아마추어가 전진될 수 있도록 하며 이와 동시에 플런저 및 플런저헤드가 이동되어 클러치가 연결될 수 있도록 한다.
플런저에 구비되는 타겟과 상호 작용하는 자기저항센서는 플런저가 초기 위치로부터 이동되는 거리를 감지하도록 기능하게 되는데, 예를 들어 플런저가 초기위치부터 최대이동거리를 0~6mm라 할 때 초기 전류치가 6A로 셋팅되지만 플런저가 최대 이동거리만큼 이동되면 2.5A 전류가 인가되도록 구성함으로써 플런저의 이동에 따른 전류의 변화치를 통해 플런저의 이동거리를 파악할 수 있도록 한다. 즉, 전류값을 직선값으로 환산시켜 거리를 인식하도록 하는 것이다.
본 발명에 의한 차동장치용 전자식 액츄에이터는 차동장치 기능이 채택되는 각종 자동차에 적용되어 안정적인 주행을 하는데 기여할 수 있을 것인 바 이용 가능성이 높다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 가장자리가 오목한 형태를 이루어 함몰홈을 이루는 프레임과;
    상기 함몰홈의 내측 천정면에 고정되는 아웃폴과;
    일단은 아웃폴과 연결되며 타단은 비스듬한 슬로프면으로 이루어지면서 아웃폴과 이격되어 상기 아웃폴과 사이에 빈 공간을 형성시키는 인너폴과;
    상기 아웃폴과 인너폴 사이 공간에 설치되며 센서가 설치되는 코일조립체와;
    링 형상으로 상기 아웃폴과 프레임의 함몰홈 사이 공간에 설치되되 외면에는 돌출된 가압단이 형성되고 내면에는 상기 인너폴의 슬로프면과 대응하도록 경사진 제1슬로프면이 구비되어 이탈되지 않으면서 이동가능한 아마추어와;
    상기 아마추어의 이동을 가이드하기 위해 상기 아마추어와 아웃폴의 접촉면에 형성되는 가이딩수단과;
    상기 인너폴을 감싸는 형태로 상기 프레임과 마주보게 설치되며 가장자리 상단면이 상기 아마추어의 가압단과 접촉되어 상기 아마추어의 이동시 함께 이동되고 상기 센서에 의해 이동거리를 감지할 수 있도록 부착되는 타겟이 구비되는 플런저와;
    상기 플런저의 하단면에 연결되며 다수의 돌출된 푸셔가 형성되고 상기 푸셔 외면에는 이탈방지턱이 형성되는 플런저 헤드;를 포함하여 구성되어 상기 아마추어가 잼 현상없이 작동되어 안정적으로 플런저 및 플런저 헤드를 이동되게 할 수 있도록 함을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일조립체는,
    다수의 코일과 상기 코일 주위를 감싸는 보빈 및 상기 보빈 외면에 오브몰드(Overmold)되게 결합되는 센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이딩수단은,
    상기 아마추어와 아웃폴 자체에 암수형태로 쌍을 이루어 형성되는 것이거나 LM가이드와 같은 선형이동체인 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플런저의 타겟은,
    상기 플런저의 외주면에 고정되며 플런저의 상단면보다 돌출되는 연결편이 형성되는 타겟홀더와;
    상기 연결편에 결합되는 자성체;로 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플런저는,
    그 외주면이 매끈한 곡면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프레임의 상면에 배선처리를 위한 다수의 돌출되는 구속편들이 형성되되 이웃하는 구속편들은 서로 끼움방향이 반대로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 센서는,
    보빈 외측에 결합되되 타겟이 삽입될 수 있도록 상하로 천공된 타겟홀이 형성되며, 상면이 개구되는 수용공간을 갖는 하우징과;
    상기 하우징의 수용공간에 설치되는 PCB와;
    상기 PCB에 연결되는 자기저항(MR)센서와;
    상기 하우징의 수용공간을 덮는 커버와;
    상기 수용공간에 충진되는 에폭시수지;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치용 전자식 액츄에이터.
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